地基动力学参数测试技术及其在建筑工程中作用.doc

-专业文档，值得下载!-专业文档，值得珍藏！-地基动力学参数测试技术及其在建筑工程中作用Testingtechnologyofgroundstill-dynandeffectofconstrnction冯定(福州市建筑工程质量监督站350003)提要高层建筑和重点工程场地必须进行地基动力学参数测试，场地土类型及类别评价，为建筑工程场地提供可靠的设计参数。Abstract:Inordertoofferareliableparametetforthedesignofgroundwork,therehavetwoitemsofthehigh-riseandtheimportantprojectmustbedone.Thefirstiscaryonagroundstill-dyntest,andtheseeondisjudgeofthetypeandtheregimentationforthesoilofground.关键词土动力学参数测试数据处理建筑工程。Keyword:Testofgroundstill-dyn；dealwithdata；constructionengineering1引言近年来，我国的建设工程发展十分迅速，诸如高层建筑、桥梁、港口、机场等各类新型高标准工程项目日益增多，这不仅对各种工程的基础地质条件提供更高的要求，而且要求提供的各种场地设计参数，并且要数据可靠、精度高。特别是在场地土动力学参数测试方面，有更高的标准要求。土层动力学参数测试技术数值的精度、参数的求取，直接影响工程建设设计，也直接影响建筑结构的质量。下面简单介绍地基土动力学参数测试和数据处理方法，及其在建筑工程中作用。2测试方法及技术土层动力学参数测试技术分为剪切波速测试和地脉动测试，这里将主要介绍前者提供的地层波速和动剪、动弹模。图1单孔波速测试装置示意图剪切波速测试技术（主要在钻孔中进行）又分单孔法和跨孔法。近年来发展的瑞雷波测试技术也可以在地面上进行，但还处于实验阶段。目前我国常用单孔法。单孔法测试方法就是把井中三分量检波器放在孔中自下而上提升检波器探头，并在地面距井口约五米放置一块木板，沿木板纵轴线水平敲击板端，这样就有地震波传到孔中被检波器所接收，然后通过电缆线传回地面控制仪器接收其振动信号。如图1测试装置示意图。左、右锤击木板同时得到正反向记录波形图。如（图2）某工地波速测试原始记录图。（GJY1型地震记录仪数据采集）图2某工地波形记录图图3水平方向波形记录图-专业文档，值得下载!-专业文档，值得珍藏！-3资料整理与解释由实测波形记录图，按左右锤击分水平方向X、Y，垂直Z轴，分开整理同方向，左击或右击自下而上的波形记录图。这项工作是靠仪器内部指令，或由计算机自动完成。如图3是某工地水平X方向整理后波形记录图。根据波形记录图，解释人员对波形的初至及相位进行初步分析判断，保证记录正确完整。根据水平方向检波器的正、反向波形记录，确定剪切波振源到每一测点初至时间。目前已可用计算机自动读起初至时间，按下式计算波的传播时间。22tdHHt式中：t-波的传播时间，单位为s。H-测点深度，单位为m。d-震源中心点至测试孔水平距离，单位为m。t-由震源到检测点的传播初至时间，单位为s。以深度H为纵座标，以时间t为横座标，绘制时距曲线，依时距曲线不同斜率线段，结合地层实际情况计算地层剪切波速度。如表1表1tHttHHVnnnnS11式中：Vs地层剪切波速，单位为m/s：。H地层厚度，单位为m。t对应H的剪切波速传播时间差。上述过程，可全部把记录波形数据输人计算机，由计算机自动绘制时距曲线，自动求取地层剪切波速等。完成上述工作后，根据任务要求绘制波速测试工作布置图，钻孔波速测试成果图（纵座标、深度、地层柱状图、地层名称、测试深度、横坐标、剪切波速、动剪切模量、动弹性模量等）。4计算机自动读取初至方法人工从打印出来的记录波形图中量取初至，或从屏幕移动光标读取初至，往往会造成不同程度的人为误差。现在各种数据采集仪都可以把采集的数据输入到计算机，或由计算机控制数据采集。根据工作需要我们开发出一套计算机自动读取初至的方法。并应用于实际操作，大大提高了工作效益和数据解释精度。其判别方法如下：（1）振幅识别研究表明，在地震道时间序列中（X1，X2，X3，X1）相邻采样值之间符合标准正态分布规律。用标准离差来衡量是否有效信号：211niikXXXn如果标准离差在定范围之外，不属于有效讯号。在一定范围之内属于有效讯号，进行下步判别。（2）延续性识别有效讯号有一定的延续性，因此取有效讯事情脉冲的前四个采样值，判断它们是否同符号，如果同号则进一步认为有效讯号，否则不是有效讯号。（3）讯号的形态识别观察地震连续记录讯号表明，有效讯号前半峰值往往小于它的第二半峰值。因此取有效讯号的第个半周期上连续四个采样值和第二个半周期的四个采样值作比较，如果前者幅值小于后者的幅值则通过，否则不通过。-专业文档，值得下载!-专业文档，值得珍藏！-（4）脉冲预测根据勃郎斯威最小二乘预测原理进行判断。就是利用讯号到达之前的纯噪声段计算出预测因子h(t)，对随后即将到来的讯号进行预测。如果随后到来的讯号是噪声，那么二者误差不大，预测就成功。由于有效讯号与噪声是截然不同的两种讯号，因此利用噪声段计算出的预测因子去预测随后到来的有效讯事情，二者必须误差较大，预测就失败，则判断是无效讯事情。由上述四个判别步骤确定的有效讯事情，只是对各道单独进行了判读，而真正初至时间尚需进步确定。确定方法是求出各道第一拐点时间ts，然后将拐点时间ts与有效讯号时间to之差t。求其平均值t，将各道拐点时间减去平均时差即为各道的正确初至时间。对于记录有严重干扰或不正常的个别道，计算机判断有误时可由人工干预。图4是由计算机自动判别初至波形图，右边显示出深度，初至时间和波速。5在工程建设中应用工程建筑场地土要划分场地土类别和类型，这是指场地范围内表层土刚度（软硬）的表征，也是根据岩土性状，剪切波速或承载力划分的。场地土类型是确定建筑场地类别主要依据，场地土类别是场地条件的表征。（1）场地土类型建筑的场地土类型划分是根据国家标准建筑抗震设计规范土层剪切波速范围按表2划分。图4自动判别初至波形图表2土层剪切波速土的类型土层剪切波速范围（ms）坚硬土或岩石Vs>500中硬土500Vs>250中软土250Vs>140软弱土Vs140表中Vs为岩土剪切波速。表3土层等剪切波速等效剪切波速（m/s）场地类别Vse5000500Vse25055250Vse140335050Vse1403315158080（2）建筑场地类别建筑的场地类别，应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度将建筑场地划分为I、类，如表3：覆盖层厚度的定义是根据建筑抗震设计规范（GB500112001），一般解释为从地面至剪切波速大于500m/s的土层或坚硬土顶面的距离。根据收集现有一些资料，各类土剪切波速Vs值的大致范围如表4。表4土剪切波速Vs值土的名称Vs（m/s）土的名称Vs（m/s）老填土150250软粘土80120粉砂，细砂100200一般性粘土100250中、粗砂、砾砂150300硬粘土220300砾石，碎石280550新填土100150基岩>1000从表中可以看出，同一类土的波速值可相差很多，这是因为土的结构形状因地而异，其饱和度、密度和有效应力等物理力学特性也有明显变化之故。因此，对于重要的建筑物进行场地分类的，应该根据实测波速值。参考文献1彭承光等，建筑场地岩土工程勘察基础，地震山版社，1995年。2吕继东等，“浅震折射波资料的自动处理与解释”勘查地球物理勘查地球化学文集第21集，1996年